Süperkapasitör uygulamaları için co içeren nis temelli filmlerin üretimi ve karakterizasyonu

NiS yüksek elektriksel iletkenliği, mekanik/termal dayanıklılığı ve yüksek teorik spesifik kapasitansı ile süperkapasitör elektrotu olarak gelecek vadetmektedir. Ancak yük depolama özelliklerini sınırlayan yarıiletken doğası, zayıf döngüsel performansı/kararlılığı ve toz formundan elektrot formuna geçişte üretimden kaynaklı istiflenme/topaklanma problemleri aygıt performansını sınırlandırmaktadır. Bu yüzden NiS elektrotların nanoyapılar içerecek şekilde kaplama formunda üretilerek süperkapasitör elektrot performanslarının iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda metal ekleme prosesine ilişkin sınırlı çalışmaların arttırılması da önemlidir. Bu tez çalışmasında NiS elektrotların süperkapasitör uygulamalarını kısıtlayan faktörleri minimize etmek için NiS içerisine yüksek oranlarda Co elementi eklenmiştir. Tüm elektrotlar hidrotermal yöntem ile Ni köpük alttaşlar üzerine doğrudan büyütülmüştür. NiS, CoS ve Co içeren NiS elektrotların 2-boyutlu nanoyapraklı yapıda üretimleri gerçekleştirilmiş ve yüksek oranlarda Co eklenerek NiS-CoS ikili sülfür sistemlerinin özgün süperkapasitör elektrotları olarak geliştirilmesi hedefine ulaşılmıştır. Tüm elektrotların XRD desenleri ve FESEM görüntüleri alınarak yapısal ve yüzey özellikleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Ayrıca yük transfer kinetikleri EIS tekniği ile belirlenmiştir. Döngüsel voltametri ve galvanostatik şarj-deşarj ölçümlerinden süperkapasitör elektrot olarak kullanım potansiyelleri araştırılmıştır. Dunn yöntemi ile de kapasitif etkilerin ve difüzyon kontrollü süreçlerin akıma katkıları belirlenmiştir. Tüm analizler sonucunda, NiS elektrodunun yüksek spesifik kapasitansa ve CoS elektrodunun da yüksek döngüsel kararlığa sahip olduğu saptanmıştır. NiS-CoS ikili sülfür sitemi olarak üretilen %75 oranında Co eklenmiş NiS elektrotunun ise diğer Co içeren elektrotlara göre yüksek alansal spesifik kapasitansından ve yüksek kararlılığından dolayı süperkapasitör uygulamaları için daha uygun bir malzeme olduğu sonucuna varılmıştır.